EJERCICIOS RESUELTOS DE CAMPO ELÉCTRICO
1.- Halle la magnitud y dirección del campo eléctrico en un punto P situado a 12 cm de una carga de 72 μC en el vacío (JUFREM)
Q=72μC ⊕ 一一一一一12 cm 一一一一一一•P↠↠↠ E
E = KQ/r²
E = (9x10⁹ Nm²/C²)(72x10⁻⁶C)/(12x10⁻²m)²
E = 4.5x10⁷ N/C hacia la derecha de P
E = 4.5x10⁷ N/C hacia la derecha de P
2.- Halle la fuerza electrostática ejercida sobre una carga de 12 nC si el campo eléctrico (JUFREM) generado es de 24 N/C.
Q=12nC ⊕ 一一一一一一一一一一•P↠↠↠ E=24 N/C
E = Fe/q ↠↠ Fe =Eq
Fe = Eq = (24 N/C)(12x10⁻⁹ C) = 2.88x10⁻⁷ N
3.- Halle la aceleración experimentada (JUFREM) por un protón al generarse un campo de 5.4x10² N/C.
Necesitamos conocer la masa y la carga del protón:
masa = 1.673x10⁻²⁷ kg, Q= 1.602x10⁻¹⁹C
Fe = F = ma ↠ ma=Eq
a = Eq/m = (5.4x10² N/C)(1.602x10⁻¹⁹C)/(1.673x10⁻²⁷ kg)
a = 5.17 x 10¹º m/s²
4.-
Halle la magnitud y dirección del campo eléctrico (JUFREM) resultante en un
punto P situado entre dos cargas de 45 nC y 72 nC separadas 4 mm en el
vacío si el punto P se halla a 1.2 mm de la carga menor.
Q1=45nC Q2=72nC ⊕ 一一1.2 mm一一•P 一一一 2.8 mm一一一⊕
E2⇠⇠⇠⇠•↠↠↠↠↠↠E1
E = KQ/r²
E1 = (9x10⁹ Nm²/C²)(45x10⁻⁹C)/(1.2x10⁻³m)²=2.81x10⁸N/C
E2 = (9x10⁹ Nm²/C²)(72x10⁻⁹C)/(2.8x10⁻³m)²=8.27x10⁷N/C
Por
ser los campos eléctricos contrarios, el campo resultante se obtiene
restando los campos y su dirección estará dirigida hacia el mayor.
E resultante = 2.81x10⁸N/C - 8.27x10⁷N/C = 1.98x10⁸ N/C hacia Q2
NOTA: Cuando no se especifique el medio donde actúa el campo eléctrico se asume que es en el vacío.
masa y carga del protón
masa = 1.673x10⁻²⁷ kg, Q= 1.602x10⁻¹⁹C
masa y carga del electrón
masa = 9.1x10⁻³¹ kg, Q= -1.602x10⁻¹⁹ C
5.- Una carga Q1= -5μC se coloca en el punto (2, 4). Halle el vector de campo eléctrico en un punto P1 ubicado en (5, 8) y otro punto P2 situado en (7, 4).
1.- Halle la magnitud y dirección del campo eléctrico para los siguientes casos:
1.1 Una fuerza de 4000 N que actúa sobre un electrón.
1.2 Una fuerza de 5x10⁷ N que actúa sobre un protón.
1.3 En un punto P situado a 5 nm de un electrón.
1.4 En un punto P situado a 12 mm de una carga de 54μC
1.5 En un punto P situado a 24 μm de una carga de -75 nC
1.6 En un punto P situado a 0.18 cm de una carga de 25 nC.
2.- ¿A qué distancia de un punto P se halla una carga de 4x10⁻¹ºC que genera un campo eléctrico de 4x10⁵ N/C?
RESP: 3x10⁻³ m
3.- Un punto P se halla a 45 nm de una carga que produce un campo de 4.2x10³ N/C dirigido hacia ella. Halle el valor de la carga.
4.- Halle el campo eléctrico ejercido por una carga de 25 nC sobre un punto P que se halla a 12 um en el vacío.
5.- Calcule la aceleración que experimenta un protón al generar un campo eléctrico de 2.8x10⁻³ N/C.
6.- Sobre una carga de 36 nC actúa una fuerza electrostática de 0.09N. Halle la distancia del punto P a la carga que produce este campo. RESP: 11.38 mm.
7.- Un electrón experimenta una aceleración de 4000000 cm/s². Halle el campo eléctrico generado.
5.- Calcule la aceleración que experimenta un protón al generar un campo eléctrico de 2.8x10⁻³ N/C.
6.- Sobre una carga de 36 nC actúa una fuerza electrostática de 0.09N. Halle la distancia del punto P a la carga que produce este campo. RESP: 11.38 mm.
7.- Un electrón experimenta una aceleración de 4000000 cm/s². Halle el campo eléctrico generado.
8.-
Sobre un punto P se ejerce un campo de 40000 N/C que se dirige a una
carga de 120 nC en el vacío. Halle la distancia que hay entre P y Q.
9.- Un electrón experimenta una aceleración de 8100000 cm/s². Halle la distancia del punto P a la que se genera el campo eléctrico.
10.- Halle el campo eléctrico y su dirección generado por una carga de 45 μC sobre un punto situado a 12 mm de ella.
11.- Halle el campo eléctrico y su dirección generado por una carga de 54 nC sobre un punto situado a 12 μm de ella.
12.- En el punto medio entre dos electrones separados 5 nm en el vacío se halla el punto P. Halle el campo eléctrico resultante y su dirección.
13.- Dos cargas de 45 μC y 63 μC se hallan ubicadas en dos vértices de un triángulo equilátero de 4 μm de lado en el vacío. Halle el campo eléctrico resultante en un punto P situado en el otro vértice.
14.- Dos cargas de -45 μC y -63 μC se hallan ubicadas en dos vértices de un triángulo equilátero de 4 μm de lado en el vacío. Halle el campo eléctrico resultante en un punto P situado en el otro vértice.
15.- Dos cargas de -45 μC y 63 μC se hallan ubicadas en dos vértices de un triángulo equilátero de 4 μm de lado en el vacío. Halle el campo eléctrico resultante en un punto P situado en el otro vértice.
16.- En un triángulo isósceles sus dos lados iguales miden 125 μm y su ángulo interno es de 30º. En cada extremo de su lado desigual se colocan dos cargas de 45 nC y 63 nC y en el otro vértice se coloca otra carga de 30 nC. Halle el campo eléctrico en un punto P situado en el punto medio del lado desigual.
17.- En los vértices de un cuadrado de 0.12 mm de lado se colocan cargas de 45 nC, 30 nC, 60 nC y 54 nC en forma consecutiva. Halle el campo eléctrico y su dirección en un punto situado en el punto medio entre las cargas de 30 nC y 60 nC.
18.- En los vértices de un cuadrado de 0.025 cm de lado se colocan cargas de 45 nC, 30 nC, 60 nC y 54 nC en forma consecutiva. Halle el campo eléctrico en un punto situado en el centro del cuadrado.
19.- Halle el campo resultante sobre un punto P situado en el centro entre dos cargas de -25 nC y 75 nC si la distancia entre las cargas es de 0.2 mm.
9.- Un electrón experimenta una aceleración de 8100000 cm/s². Halle la distancia del punto P a la que se genera el campo eléctrico.
10.- Halle el campo eléctrico y su dirección generado por una carga de 45 μC sobre un punto situado a 12 mm de ella.
11.- Halle el campo eléctrico y su dirección generado por una carga de 54 nC sobre un punto situado a 12 μm de ella.
12.- En el punto medio entre dos electrones separados 5 nm en el vacío se halla el punto P. Halle el campo eléctrico resultante y su dirección.
13.- Dos cargas de 45 μC y 63 μC se hallan ubicadas en dos vértices de un triángulo equilátero de 4 μm de lado en el vacío. Halle el campo eléctrico resultante en un punto P situado en el otro vértice.
14.- Dos cargas de -45 μC y -63 μC se hallan ubicadas en dos vértices de un triángulo equilátero de 4 μm de lado en el vacío. Halle el campo eléctrico resultante en un punto P situado en el otro vértice.
15.- Dos cargas de -45 μC y 63 μC se hallan ubicadas en dos vértices de un triángulo equilátero de 4 μm de lado en el vacío. Halle el campo eléctrico resultante en un punto P situado en el otro vértice.
16.- En un triángulo isósceles sus dos lados iguales miden 125 μm y su ángulo interno es de 30º. En cada extremo de su lado desigual se colocan dos cargas de 45 nC y 63 nC y en el otro vértice se coloca otra carga de 30 nC. Halle el campo eléctrico en un punto P situado en el punto medio del lado desigual.
17.- En los vértices de un cuadrado de 0.12 mm de lado se colocan cargas de 45 nC, 30 nC, 60 nC y 54 nC en forma consecutiva. Halle el campo eléctrico y su dirección en un punto situado en el punto medio entre las cargas de 30 nC y 60 nC.
18.- En los vértices de un cuadrado de 0.025 cm de lado se colocan cargas de 45 nC, 30 nC, 60 nC y 54 nC en forma consecutiva. Halle el campo eléctrico en un punto situado en el centro del cuadrado.
19.- Halle el campo resultante sobre un punto P situado en el centro entre dos cargas de -25 nC y 75 nC si la distancia entre las cargas es de 0.2 mm.
20.- Dos cargas de -54 μC y de -45 μC se hallan distantes 0.12 mm en el vacío. Halle la ubicación del punto P en donde el campo eléctrico sea nulo.
21.- Dos cargas de 54 μC y de 72 μC se hallan distantes 8 mm en el vacío. Halle la ubicación del punto P en donde el campo eléctrico sea nulo.
21.- Dos cargas de 54 μC y de 72 μC se hallan distantes 8 mm en el vacío. Halle la ubicación del punto P en donde el campo eléctrico sea nulo.
22.- Dos cargas de 210 nC y de 450 nC están separadas en el vacío 6 mm. ¿En qué lugar debe ubicarse a un punto P para que el campo eléctrico sea nulo?
23.- Halle la fuerza electrostática entre dos cargas de 36 μC y 45 μC que se hallan separadas 5 mm en el vacío. Halle además el campo que cada una ejerce sobre un punto situado a 2 mm de la carga de 36 μC entre ellas.
23.- Halle la fuerza electrostática entre dos cargas de 36 μC y 45 μC que se hallan separadas 5 mm en el vacío. Halle además el campo que cada una ejerce sobre un punto situado a 2 mm de la carga de 36 μC entre ellas.
24.- Dos
cargas de 150 nC y de 450 nC están separadas en el vacío 0,5 mm. ¿En qué
lugar debe ubicarse a un punto P para que el campo eléctrico sea nulo?
25.- Un punto P se halla a 45 nm de una carga que produce un campo de 5.2x10³ N/C dirigido hacia ella. Halle el valor de la carga.
26.- Sobre una carga de 36 nC actúa una fuerza electrostática de 0.09N. Halle la distancia del punto P a la carga que produce este campo.
27.- Dos cargas de 360 nC y 750 nC se hallan separadas 12 mm en el vacío. Halle el campo resultante en un punto P situado a 4 mm de la menor carga y entre ellas.
28.- Dos cargas de 540 nC y de 900nC se hallan separadas 1.2 cm en el vacío. ¿Dónde debe ubicarse un punto P entre las cargas para que el campo resultante sea nulo?
25.- Un punto P se halla a 45 nm de una carga que produce un campo de 5.2x10³ N/C dirigido hacia ella. Halle el valor de la carga.
26.- Sobre una carga de 36 nC actúa una fuerza electrostática de 0.09N. Halle la distancia del punto P a la carga que produce este campo.
27.- Dos cargas de 360 nC y 750 nC se hallan separadas 12 mm en el vacío. Halle el campo resultante en un punto P situado a 4 mm de la menor carga y entre ellas.
28.- Dos cargas de 540 nC y de 900nC se hallan separadas 1.2 cm en el vacío. ¿Dónde debe ubicarse un punto P entre las cargas para que el campo resultante sea nulo?
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